CN114559654A - 3d模型打孔方法、装置、终端设备及可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请提出一种3D模型打孔方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质，该3D模型打孔方法包括：对模型进行切片处理，获取各切片层；获取预设打孔高度所在的切片层的外轮廓及所在的切片层的空洞区域的轮廓；遍历各所述空洞区域的轮廓，获取所述外轮廓上的点与所述空洞区域的轮廓上的点之间的距离，及从所述距离中选取目标距离；获取所述目标距离对应的所述外轮廓上的第一坐标点与所述空洞区域的轮廓上的第二坐标点；根据所述第一坐标点、所述第二坐标点及预设打孔参数，确定所述模型在所述预设打孔高度处的打孔区域。本申请利用模型所在的坐标点进行定位即可较快且准确找到适合的打孔区域，可以提高模型打孔的精确度和速度。

Description

3D模型打孔方法、装置、终端设备及可读存储介质
技术领域
本申请涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种3D模型打孔方法、装置、终端设备及可读存储介质。
背景技术
3D打印技术是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层堆叠累积的方式来构造物体的技术,其工作原理是，把数据和原料放进3D打印机中，机器按照程序把产品逐层造出来，打印出的模型产品可以即时使用。为了使打印模型达到使用标准要求，需要进行后续的一系列的处理如模型固化等。
目前，行业中主流的处理工艺立体光固化成型技术，立体光固化成型技术的原理：用激光聚焦到实体材料的表面，这样将材料按照一定的顺序进行固化，完成当前层面的“固化”后再控制垂直方向移动一个设置好的高度再重复相同的操作来固化下一个层面，这样层层固化叠加最终就能得到三维实体。立体光固化成型技术所用材料为液态光敏树脂，在对内部轮廓复杂、空洞区域较多的模型进行光固化处理时，若空洞区域在离开料槽之前被封住，空洞区域内会存在大量液态材料，导致模型重量过大，模型会掉落，从而导致打印失败，并且损耗打印材料。
因此，需要对模型的空洞区域进行打孔，目前立体光固化成型技术中的打孔都是用户指定打孔的位置，以及指定打洞的深度通过不断地试探获取理想的打孔区域，才能得到打孔后的模型，此方法对于内部轮廓比较复杂的模型，会出现打孔不精确，内部轮廓破损以及打孔耗时长等问题。
发明内容
有鉴于此，本申请提出了一种3D模型打孔方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质，利用模型所在的坐标点进行定位即可较快且准确找到适合的打孔区域，可以提高模型打孔的精确度和速度。
第一方面，本申请一实施例提供一种3D模型打孔方法，包括：
对模型进行切片处理，获取各切片层；
获取预设打孔高度所在的切片层的外轮廓及所在的切片层的空洞区域的轮廓；
遍历各所述空洞区域的轮廓，获取所述外轮廓上的点与所述空洞区域的轮廓上的点之间的距离，及从所述距离中选取目标距离；
获取所述目标距离对应的所述外轮廓上的第一坐标点与所述空洞区域的轮廓上的第二坐标点；
根据所述第一坐标点、所述第二坐标点及预设打孔参数，确定所述模型在所述预设打孔高度处的打孔区域。
于一实施例中，所述获取所述外轮廓上的点与所述空洞区域的轮廓上的点之间的距离，从所述距离中选取目标距离，包括：
获取所述外轮廓上的点与所述空洞区域的轮廓上的点之间的距离，从所述距离中选取最短距离作为目标距离。
通过这样的方法，根据空洞区域的轮廓与外轮廓的最短距离确定打孔区域，打孔的距离最短，可以降低对模型的损耗，提高对模型进行打孔处理的效率。
于一实施例中，所述根据所述第一坐标点、所述第二坐标点及预设打孔参数，确定所述模型在所述预设打孔高度处的打孔区域，包括：
根据所述第一坐标点为圆心和所述预设打孔参数，确定在所述外轮廓上打孔的第一位置；
根据所述第二坐标点为圆心和所述预设打孔参数，确定所述空洞区域的轮廓上打孔的第二位置；
将所述第一位置上的点与所述第二位置上的点连接，确定所述模型在所述预设打孔高度处的打孔区域。
通过这样的方法，第一位置和第二位置为打孔区域的某个部分，这样可以利用第一位置上的点和第二位置上的点较准确的确定出整个的打孔区域，从而进一步提高模型打孔的精确度。
于一实施例中，所述将所述第一位置上的点与所述第二位置上的点连接，确定所述模型在所述预设打孔高度出的打孔区域，包括：
利用两点间距离公式得出所述第一坐标点与所述第二坐标点的距离，确定所述打孔的深度；
将所述第一位置上的点与所述第二位置上的点的距离为所述打孔深度的点连接，确定所述模型在所述预设打孔高度处的打孔区域。
通过这样的方法，只需要将打孔区域的外围一圈连接起来，从而形成打孔区域，减轻了工作量，提高了确定打空区域的效率。
于一实施例中，所述获取所述外轮廓上的点与所述空洞区域的轮廓上的点之间的距离，从所述距离中选取最短距离作为目标距离，包括：
遍历所述外轮廓上的所有坐标点及所述空洞区域的轮廓上的所有坐标点；
获取所述外轮廓上的每个坐标点与所述空洞区域的轮廓上的每个坐标点之间的第一距离；
从所述第一距离中筛选出最短的第二距离，获取所述外轮廓上的所有坐标点与所述空洞区域的轮廓上的所有坐标点的第二距离集合；
从所述第二距离集合中筛选出所述外轮廓与所述空洞区域的轮廓之间的最短距离作为目标距离。
通过这样的方法，可以较快的从距离中选取最短距离作为目标距离，从而较快的确定打孔区域。
于一实施例中，所述预设打孔参数包括预设打孔半径、预设打孔直径、打孔面积中的至少一者。
于一实施例中，所述确定所述模型在所述预设打孔高度处的打孔区域后还包括：
根据所述打孔区域对所述模型进行打孔，及利用预设的抽壳算法确定打孔处理后所述模型需要保留与舍弃的部分，得到打孔后的模型。
第二方面，本申请提供一种3D模型打孔装置，包括：
切片模块，用于对模型进行切片处理，获取各切片层；
第一获取模块，用于获取预设打孔高度所在的切片层的外轮廓及所在的切片层的空洞区域的轮廓；
遍历模块，用于遍历各所述空洞区域的轮廓，获取所述外轮廓上的点与所述空洞区域的轮廓上的点之间的距离，及从所述距离中选取目标距离；
第二获取模块，用于获取所述目标距离对应的所述外轮廓上的第一坐标点与所述空洞区域的轮廓上的第二坐标点；
定位模块，用于根据所述第一坐标点、所述第二坐标点及预设打孔参数，确定所述模型在所述预设打孔高度处的打孔区域。
第三方面，本申请提供一种终端设备，所述终端设备包括处理器和存储器，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于调用所述存储器中的指令，控制3D打印机执行如第一方面所述的3D模型打孔方法的步骤。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时控制3D打印机执行如第一方面所述的3D模型打孔方法的步骤。
本申请实施方式提供的3D模型打孔方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质，通过获取模型外轮廓与空洞区域的轮廓的最短距离，利用最短距离对应的坐标点获取打孔的位置及深度，从而确定模型的打孔区域。本申请利用模型所在的坐标点进行定位即可较快且准确的找到适合的打孔区域，可以提高模型打孔的精确度和速度。
附图说明
图1为本申请一实施例的3D模型打孔方法的步骤流程示意图。
图2为本申请一实施例的模型的结构示意图。
图3为本申请一实施例的模型所在的切片层的结构示意图。
图4为本申请一实施例的一空洞区域打孔的结构示意图。
图5为本申请一实施例的另一空洞区域打孔的结构示意图。
图6为本申请图1所示实施例的一步骤流程的细分流程示意图。
图7为本申请图1所示实施例的一步骤流程的细分流程示意图。
图8为本申请图7所示实施例的一步骤流程的细分流程示意图。
图9为本申请一实施例的3D模型打孔装置的功能模块示意图。
主要元件符号说明
模型 10
切片层 11
空洞区域 12
预设打孔高度 h
3D模型打孔装置 20
切片模块 21
第一获取模块 22
遍历模块 23
第二获取模块 24
定位模块 25
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式：
下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
需要说明的是，本申请实施例中“至少一个”是指一个或者多个，多个是指两个或两个以上。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请中的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
需要说明的是，本申请实施例中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请实施例的描述中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
请参阅图1，为本申请一实施例提供的3D模型打孔方法的流程示意图。
具体地，该3D模型打孔方法可以包括：
S100，对模型进行切片处理，获取各切片层。
进一步结合图2所示，在本实施例中以模型10为例进行说明，可以基于用户的输入，获取模型10的相关参数，对模型10进行切片处理，获取各切片层11。其中，模型10可以是任何形状的3D实体模型，本申请对此不作限定。
S200，获取预设打孔高度所在的切片层的外轮廓及所在的切片层的空洞区域的轮廓。
进一步结合图3所示，根据用户指定的预设打孔高度h获取预设打孔高度h所在的切片层11的外轮廓O1及所在的切片层11的空洞区域12的轮廓O2、O3。
本实施例中，预设打孔高度h所在的切片层11有两个空洞区域12，两个空洞区域12的轮廓分别为轮廓O2、轮廓O3。本申请对空洞区域12的位置及个数不做限制。
S300，遍历各空洞区域的轮廓，获取外轮廓上的点与空洞区域的轮廓上的点之间的距离，及从距离中选取目标距离。
具体地，获取外轮廓O1上的点与空洞区域12的轮廓O2、O3上的点之间的距离，从所述距离中选取最短距离作为目标距离，例如，O1与O2之间的最短距离为L1，O1与O3之间的最短距离为L2。
在本实施例中，根据外轮廓O1与空洞区域12的轮廓O2、O3的最短距离确定打孔区域，打孔的距离最短，可以降低对模型10的损耗，提高对模型10进行打孔处理的效率。
在其他实施例中，可以从所述距离中选取任一距离作为目标距离；也可以预先设置一个阈值，从所述距离中选取小于该阈值的任一距离作为目标距离。
S400，获取目标距离对应的外轮廓上的第一坐标点与空洞区域的轮廓上的第二坐标点。
获取L1对应的O1上的第一坐标点P1(x1,y1)与O2上的第二坐标点P2(x2,y2)；获取L2对应的O1上的第一坐标点P3(x3,y3)与O3上的坐标点P4(x4,y4)。
S500，根据第一坐标点、第二坐标点及预设打孔参数，确定模型在预设打孔高度处的打孔区域。
具体地，对于轮廓O2，根据P1(x1,y1)、P2(x2,y2)及预设打孔参数可以确定模型10在预设打孔高度h处对应的打孔区域。对于轮廓O3，根据P3(x3,y3)、P4(x4,y4)及预设打孔参数可以确定模型10在预设打孔高度h处对应的打孔区域。其中，在本实施例中，预设打孔参数包括预设打孔半径、预设打孔直径、打孔面积中的至少一者。
进一步结合图4及图5所示，根据轮廓O2对应的打孔区域对模型10进行打孔，根据轮廓O3对应的打孔区域对模型10进行打孔。
在本实施例中，通过选取位于空洞区域12的轮廓O2、O3上的点和外轮廓O1上的点对打洞区域进行定位，实现打孔更加精确且快速。
S600，根据打孔区域对模型进行打孔，及利用预设的抽壳算法确定打孔处理后模型需要保留与舍弃的部分，得到打孔后的模型。
具体地，可以通过以下方式实现确定打孔后的模型需要保留与舍弃的部分，得到打孔后的模型：遍历打孔后打孔区域的三角面片与模型10的三角面片，获取打孔区域中与模型10相交的三角面片及未相交的三角面片；根据相交的三角面片和模型10的三角面片，获取模型10在打孔区域上的有向切割线段；根据有向切割线段和相交的三角面片的三边对应的有向边长线段，确定需要保留的多边形；根据相交的三角面片与多边形的位置关系，确定未相交的三角面片中需要保留的三角面片；将多边形内的三角片面、需要保留的三角面片与模型10的三角面片进行相交处理，得到打孔后的模型。
于一实施例中，如图6所示，步骤S300还可以进一步包括：
S310，遍历外轮廓上的所有坐标点及空洞区域的轮廓上的所有坐标点。
S320，获取外轮廓上的每个坐标点与空洞区域的轮廓上的每个坐标点之间的第一距离。
S330，从第一距离中筛选出最短的第二距离，获取外轮廓上的所有坐标点与空洞区域的轮廓上的所有坐标点的第二距离集合。
S340，从第二距离集合中筛选出外轮廓与空洞区域的轮廓之间的最短距离作为目标距离。
具体地，遍历外轮廓O1上的所有坐标点及空洞区域12的轮廓O2、O3上的所有坐标点；获取外轮廓O1上的每个坐标点与空洞区域12的轮廓O2上的每个坐标点之间的第一距离L3；获取外轮廓O1上的每个坐标点与空洞区域12的轮廓O3上的每个坐标点之间的第一距离L4；从第一距离L3、L4中筛选出最短的第二距离L3min、L4min，获取外轮廓O1上的所有坐标点与空洞区域12的轮廓O2、O3上的所有坐标点的第二距离集合G1、G2；从第二距离集合G1、G2中筛选出外轮廓O1与空洞区域12的轮廓O2、O3之间的最短距离L1、L2作为目标距离。通过这样的方法，可以较快的从距离中选取最短距离作为目标距离，从而较快的确定打孔区域。
于一实施例中，如图7所示，步骤S500还可以进一步包括：
S510，根据第一坐标点为圆心和预设打孔参数，确定在外轮廓上打孔的第一位置。
S520，根据第二坐标点为圆心和预设打孔参数，确定空洞区域的轮廓上打孔的第二位置。
S530，将第一位置上的点与第二位置上的点连接，确定模型在预设打孔高度处的打孔区域。
根据外轮廓O1与空洞区域12的轮廓O2、O3的最短距离确定打孔区域，打孔的距离最短，可以降低对模型10的损耗，提高对模型10进行打孔处理的效率。
于一实施例中，如图8所示，步骤S530还可以进一步包括：
S531，利用两点间距离公式得出所述第一坐标点与所述第二坐标点的距离，确定所述打孔的深度。
S532，将第一位置上的点与第二位置上的点的距离为打孔深度的点连接，确定模型在预设打孔高度处的打孔区域。
在本实施例中，只需要将打孔区域的外围一圈连接起来，从而形成打孔区域，减轻了工作量，提高了确定打空区域的效率。
在其他实施例中，也可以将第一位置上的点与第二位置上的点任意连接，也可以得到打孔区域，采用这样的方法，除了打孔区域的外围需要连接外，打孔区域的内部也需要连接，进一步提高打印区域确定的准确性。
本实施例的3D模型打孔方法通过获取预设打孔高度h所在切片层11的模型10的外轮廓O1与空洞区域12的轮廓O2、O3的最短距离，利用最短距离对应的坐标点获取打孔的位置及深度，从而确定模型10的打孔区域，利用模型10所在的坐标点进行定位即可较快且准确的找到适合的打孔区域，可以提高模型打孔的精确度和速度。
进一步结合图9所示，为本申请一实施例提供的一种3D模型打孔装置20，包括：
切片模块21，用于对模型10进行切片处理，获取各切片层11。
第一获取模块22，用于获取预设打孔高度h所在的切片层11的外轮廓及所在的切片层11的空洞区域12的轮廓。
遍历模块23，用于遍历各所述空洞区域12的轮廓，获取外轮廓上的点与空洞区域12的轮廓上的点之间的距离，及从距离中选取目标距离。
第二获取模块24，用于获取目标距离对应的外轮廓上的第一坐标点与空洞区域12的轮廓上的第二坐标点。
定位模块25，用于根据第一坐标点、第二坐标点及预设打孔参数，确定模型10在预设打孔高度h处的打孔区域。
本申请还公开一种终端设备，终端设备包括处理器和存储器，存储器用于存储指令，处理器用于调用存储器中的指令，控制3D打印机执行上述实施例中的3D模型打孔方法的步骤。其中，终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备，终端设备可以与用户通过键盘、鼠标、遥控器、触摸板或声控设备等方式进行人机交互。
本申请还公开一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时控制3D打印机执行上述实施例中的3D模型打孔方法的步骤。其中，存储介质可以是U盘、移动硬盘、只议存储器ROM、随机存取存储器RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请实施方式提供的3D模型打孔方法、装置、3D打印机、终端设备及计算机可读存储介质，通过获取预设打孔高度h所在切片层11的模型10的外轮廓O1与空洞区域12的轮廓O2、O3的最短距离，利用最短距离对应的坐标点获取打孔的位置及深度，从而确定模型10的打孔区域，利用模型10所在的坐标点进行定位即可较快且准确的找到适合的打孔区域，可以提高模型10打孔的精确度和速度。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本申请，而并非用作为对本申请的限定，只要在本申请的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本申请要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种3D模型打孔方法，其特征在于，包括：
对模型进行切片处理，获取各切片层；
获取预设打孔高度所在的切片层的外轮廓及所在的切片层的空洞区域的轮廓；
遍历各所述空洞区域的轮廓，获取所述外轮廓上的点与所述空洞区域的轮廓上的点之间的距离，及从所述距离中选取目标距离；
获取所述目标距离对应的所述外轮廓上的第一坐标点与所述空洞区域的轮廓上的第二坐标点；
根据所述第一坐标点、所述第二坐标点及预设打孔参数，确定所述模型在所述预设打孔高度处的打孔区域。
2.如权利要求1所述的3D模型打孔方法，其特征在于，所述获取所述外轮廓上的点与所述空洞区域的轮廓上的点之间的距离，从所述距离中选取目标距离，包括：
获取所述外轮廓上的点与所述空洞区域的轮廓上的点之间的距离，从所述距离中选取最短距离作为目标距离。
3.如权利要求2所述的3D模型打孔方法，其特征在于，所述根据所述第一坐标点、所述第二坐标点及预设打孔参数，确定所述模型在所述预设打孔高度处的打孔区域，包括：
根据所述第一坐标点为圆心和所述预设打孔参数，确定在所述外轮廓上打孔的第一位置；
根据所述第二坐标点为圆心和所述预设打孔参数，确定所述空洞区域的轮廓上打孔的第二位置；
将所述第一位置上的点与所述第二位置上的点连接，确定所述模型在所述预设打孔高度处的打孔区域。
4.如权利要求3所述的3D模型打孔方法，其特征在于，所述将所述第一位置上的点与所述第二位置上的点连接，确定所述模型在所述预设打孔高度出的打孔区域，包括：
利用两点间距离公式得出所述第一坐标点与所述第二坐标点的距离，确定所述打孔的深度；
将所述第一位置上的点与所述第二位置上的点的距离为所述打孔深度的点连接，确定所述模型在所述预设打孔高度处的打孔区域。
5.如权利要求2所述的3D模型打孔方法，其特征在于，所述获取所述外轮廓上的点与所述空洞区域的轮廓上的点之间的距离，从所述距离中选取最短距离作为目标距离，包括：
遍历所述外轮廓上的所有坐标点及所述空洞区域的轮廓上的所有坐标点；
获取所述外轮廓上的每个坐标点与所述空洞区域的轮廓上的每个坐标点之间的第一距离；
从所述第一距离中筛选出最短的第二距离，获取所述外轮廓上的所有坐标点与所述空洞区域的轮廓上的所有坐标点的第二距离集合；
从所述第二距离集合中筛选出所述外轮廓与所述空洞区域的轮廓之间的最短距离作为目标距离。
6.如权利要求1所述的3D模型打孔方法，其特征在于，所述确定所述模型在所述预设打孔高度处的打孔区域后还包括：
根据所述打孔区域对所述模型进行打孔；
利用预设的抽壳算法确定打孔后所述模型需要保留与舍弃的部分，得到打孔后的模型。
7.如权利要求1所述的3D模型打孔方法，其特征在于，
所述预设打孔参数包括预设打孔半径或预设打孔直径或打孔面积。
8.一种3D模型打孔装置，其特征在于，包括：
切片模块，用于对模型进行切片处理，获取各切片层；
第一获取模块，用于获取预设打孔高度所在的切片层的外轮廓及所在的切片层的空洞区域的轮廓；
遍历模块，用于遍历各所述空洞区域的轮廓，获取所述外轮廓上的点与所述空洞区域的轮廓上的点之间的距离，及从所述距离中选取目标距离；
第二获取模块，用于获取所述目标距离对应的所述外轮廓上的第一坐标点与所述空洞区域的轮廓上的第二坐标点；
定位模块，用于根据所述第一坐标点、所述第二坐标点及预设打孔参数，确定所述模型在所述预设打孔高度处的打孔区域。
9.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括处理器和存储器，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于调用所述存储器中的指令，控制3D打印机执行如权利要求1-7中任意一项所述的3D模型打孔方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时控制3D打印机执行如权利要求1-7中任意一项所述的3D模型打孔方法的步骤。
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